Технологические процессы пайно-сварии и пайки чугуна
В отечественной практике наряду с обычными методами горячей и холодной сварки применяют низкотемпературные газопламенные процессы пайко-сварки чугунными и латуневыми присадочными материалами (припоями), а также наплавочными порошковыми сплавами методом газопорошковой наплавки. Низкотемпературные процессы пайко-сварки осуществляют без расплавления основного металла. Расплавляют только присадочные материалы. Эти процессы основаны на использовании термической гибкости кислородно-ацетиленового пламени, позволяющего выполнять независимый нагрев основного и присадочного металлов, зон пламени с различными теплофизическими свойствами, флюсов и присадочных материалов, содержащих поверхностно-активные элементы.
Капли расплавленного присадочного металла, попадая на основной металл, разогретый ниже температуры солидуса припоя, и соприкасаясь с ним, отдают ему часть своей теплоты, вследствие чего повышается температура поверхностного слоя основного металла. Капля жидкого припоя под действием флюса и давления пламени легко растекается тонким слоем по основному металлу. Часть жидкого металла под действием капиллярных сил заполняет пустоты, образующиеся в чугуне в результате поверхностного выкрашивания или окисления графита.
Графит на поверхности чугуна может окисляться под действием кислорода пламени, если оно имеет окислительный характер, или в результате взаимодействия с флюсом. Отрицательное влияние свободного графита на процесс смачивания устраняют активными добавками, вводимыми во флюс. Флюс, взаимодействуя со свободным углеродом, разрыхляет последний, что, в свою очередь, снижает межфазную поверхностную энергию и улучшает условия смачивания. Графитовый углерод высвобождает металлическую основу. Заклинивание наплавленного металла в капиллярах основного металла, а также взаимная диффузия атомов на границе сплавления и обусловливают прочное паяносварное соединение.
Для осуществления диффузионного процесса, без чего невозможно образование металлических связей па границе жидкой и твердой фаз, необходимо сближение атомов металла на расстояние действия межатомных сил. Для этого поверхность основного металла должна быть свободной от окисных покровов и других загрязнений; дефекты к сварке подготовляют механическим путем (вырубкой, фрезерованием, сверлением, строганием). Наибольшее распространение получили сверление и вырубка пневматическим зубилом. Острие сверла притупляют с тем, чтобы профиль разделки можно было равномерно прогревать пламенем, в результате чего обеспечиваются свободный доступ и выход газов в сторону от наконечника горелки.